جست‌وجوی سیاه‌چاله‌های «سرگردان» در کهکشان‌های کوتوله
ردیابی سیاه‌چاله‌ها در مرکز کهکشان‌های کوتوله کار دشواری است. بخشی از این دشواری به این دلیل است که این سیاه‌چاله‌ها تمایل به «سرگردانی» دارند و در مرکز کهکشان قرار نمی‌گیرند. بسیاری از کهکشان‌ها ممکن است چنین سیاه‌چاله‌ای را در خود داشته باشند، اما تاکنون داده‌های کافی برای تأیید وجودشان نداریم. مقاله‌ای جدید از مگان استرم، استاد دانشگاه ایالتی مونتانا، و همکارانش داده‌های اضافی چاندرا و هابل را برای مجموعه‌ای از ۱۲ نامزد احتمالی نواهای فعال کهکشانی (AGN) بررسی کردند. آنها تنها توانستند سه مورد را تأیید کنند که نشان‌دهنده سختی جدا کردن این سیاه‌چاله‌های عظیم سرگردان است.
چرا پیدا کردن سیاه‌چاله‌ها در مرکز کهکشان‌ها مهم است؟ سیاه‌چاله‌های اولیه می‌توانستند بذرهای کهکشانی را شکل دهند. اما کهکشان‌های بزرگ، مانند کهکشان راه شیری، چندین بار به هم‌پیوستگی‌های مکرر دچار شده‌اند که تاریخ تکاملی سیاه‌چالهٔ فوق‌جرمی در مرکزشان را مخفی می‌کند. در مقابل، کهکشان‌های کوتوله تغییرات کمتری داشته‌اند، بنابراین سیاه‌چاله‌هایشان بیشتر شبیه به نسخه‌های اولیه‌ای است که در روزهای نخستین جهان وجود داشته‌اند؛ این امر به ستاره‌شناسان اجازه می‌دهد محدودیت‌های بیشتری برای شکل‌گیری این بذرهای کهکشانی اعمال کنند.
روند «سرگردانی» آنها نیز جالب است. برخی شبیه‌سازی‌ها پیش‌بینی می‌کنند که تا ۵۰٪ از سیاه‌چاله‌های مرکزی کهکشان‌های کوتوله ممکن است از مرکز جابجا شوند. این می‌تواند به‌دلیل ادغام (که حتی در برخی کهکشان‌های کوتوله کوچکتر نیز رخ می‌دهد) باشد که در آن سیاه‌چاله به‌صورت گرانشی از مرکز «پرت» می‌شود؛ یا ممکن است ناشی از خود فرایند شکل‌گیری باشد. ممکن است این سیاه‌چاله‌ها در ابرهای گازی شکل گرفته باشند که هرگز در مرکز کهکشان حضور نداشته‌اند، و گاز و گرد و غبار اطرافشان یا زمان کافی برای سازگاری با نیروی گرانشی پیدا نکرده‌اند یا در رقص گرانشی ناپایداری به دام افتاده‌اند به طوری که سیاه‌چاله هرگز به‌طور واقعی در مرکز کهکشان قرار نگیرد.
فریزر به جدالی که دربارهٔ اینکه آیا سیاه‌چاله‌های فوق‌جرمی پیش از کهکشان‌هایشان شکل گرفته‌اند یا بالعکس، می‌پردازد.
برای یافتن این غول‌های گریزان، نویسندگان داده‌های چاندرا و هابل را برای ۱۲ کهکشان کوتوله که با استفاده از آرایهٔ رادیویی بسیار بزرگ (VLA) شناسایی شده بودند، بررسی کردند. این کهکشان‌ها از فهرست ۱۱۱ تا کوتوله به دلیل داشتن سیگنال‌های رادیویی که معمولاً نشان‌دهندهٔ سیاه‌چاله‌های در حال جذب هستند، به صورت «رادیویی‑انتخاب‌شده» انتخاب شده بودند، هرچند ممکن است این سیگنال‌ها ناشی از شکل‌گیری ستارگان عادی باشند. نویسندگان می‌خواستند منبع این سیگنال‌ها را تشخیص دهند و وجود این سیاه‌چاله‌ها را تأیید یا رد کنند.
از میان این ۱۲، آنها تنها توانستند به‌طور کامل ۳ مورد را با استفاده از «شواهد چندطیفیتی» یعنی سیگنال‌های قوی در باند رادیویی (VLA)، اشعه ایکس (چاندرا) و نوری (هابل) تأیید کنند؛ هرچند حتی در این موارد تأیید شده، همه در هر سه باند به‌ویژه درخشنده نبودند. یکی (که به نام «ID 26» در فهرست بزرگ‌تری از نامزدهای AGN شناخته می‌شود) تنها موردی بود که در هر سه باند «درخشنده» تشخیص داده شد. دیگری (ID 82) فقط در اشعه ایکس قابل رؤیت بود، به این معنی که نور نوری‌اش احتمالاً توسط گاز و گرد و غبار مخفی شده است؛ اگرچه مطالعات دیگر خطوط «کورونال»یی را یافته‌اند که نشان می‌دهد این یک سیاه‌چالهٔ در حال جذب است. در مقابل، ID 83 در اشعه ایکس بسیار درخشنده بود و باندهای نوری‌اش نیز با ویژگی‌های یک سیاه‌چاله سازگار بود.
در داده‌ها دو مورد «شبیه‌ساز» وجود داشت که در ابتدا به‌نظر می‌رسیدند می‌توانند AGN باشند، اما نویسندگان دلایل دیگری برای درخشندگی آنها یافتند. ID 64 دارای منبع نوری بسیار درخشانی بود که از مرکز کهکشان‌اش فاصله داشته؛ اما پس از مقایسهٔ شیفت‌گرمایی (ردشیفت) کهکشان با منبع نوری با استفاده از داده‌های رصدخانهٔ پالمار، نویسندگان دریافتند منبع نوری در واقع یک کهکشان پس‌زمینه است که با کهکشان کوتوله پیش‌زمینه هم‌راستا شده بود. به‌عبارت دیگر، AGN کهکشان پس‌زمینه باعث شد به‌نظر برسد که در کهکشان پیش‌زمینه «سرگردان» باشد، هرچند آن چندین میلیارد سال پیشین‌تر و بنابراین فاصله‌دارتر است.
تعداد کهکشان‌ها در جهان همچنان یک سؤال باز است. فریزر نگاهی به تلاش برای یافتن پاسخ این سؤال می‌اندازد.
هشدار نادرست دیگری ID 92 بود. داده‌های هابل نشان دادند که سیگنال رادیویی این کهکشان با یک ناحیهٔ بسیار فعال از تشکیل ستارگان هم‌راستا است. تجزیه و تحلیل بیشتر داده‌ها نشان داد که منبع رادیویی احتمالاً از یک «کلاس‌ستارهٔ ابر» است، نه از یک AGN.
در این میان، ۷ منبع رادیویی دیگر باقی ماندند که در باندهای اشعه ایکس یا نوری شناسایی نشدند و توضیح واضحی برای آنها وجود نداشت. فقدان تأیید در علم گاهی سبب بروز نظریه‌های جدید می‌شود، که در اینجا نیز صادق است. نویسندگان معتقدند سه تا از نامزدهای «شبح» در واقع منبع‌های پس‌زمینه هستند، چرا که از مراکز کهکشانی خود به‌طور چشمگیری دور هستند. یک شبح خاص (ID 65) ممکن است منبع یک «پرت‌ساز رادیویی سریع» (FRB) باشد؛ که منشاء آن هنوز مورد بحث است.
این نظریات تا زمان فراهم شدن دسترسی به یک تلسکوپ قدرتمندتر، مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب، حل نخواهند شد. این تلسکوپ بزودی تصمیم می‌گیرد که زمان مشاهدهٔ پنجمین سال خود را به کجا اختصاص دهد، و هنوز مشخص نیست که تیم دانشگاه ایالتی مونتانا پیشنهادی برای ردیابی این سرگردان‌های شبح‌وار ارائه داده یا نه. حتی اگر این کار را نکرده باشند، مقالهٔ جدید گامی به سمت درک بهتر این ارتباطات جذاب با جهان اولیه است.
اطلاعات بیشتر:
M. R. Sturm و همکاران – مشاهدات چاندرا و هابل از نامزدهای سیاه‌چاله‌های عظیم (سرگردان) منتخب رادیویی در کهکشان‌های کوتوله
UT – این سیاه‌چاله سرگردان مرکز کهکشانی خود را ترک کرده است
UT – یک کهکشان کوتولهٔ نزدیک، سیاه‌چاله‌ای به‌طور شگفت‌انگیز عظیم در دل خود دارد
UT – کهکشان‌های کوتوله می‌توانند پاسخی به جدال دربارهٔ مادهٔ تاریک ارائه دهند